(57)【要約】  複数の第２導体（２００）は、第１導体（１００）に対向し、繰り返し、例えば周期的に配置されている。第３導体（４１０）は、複数の第２導体（２００）それぞれに対向する位置に設けられている。誘電率可変層は、電圧によって誘電率が変わる誘電率可変材料、例えば液晶により形成されており、複数の第２導体（２００）と複数の第３導体（４１０）の間、及び複数の第２導体（２００）と第１導体（１００）の間の少なくとも一方に設けられている。第４導体（３００）は、第１の第２導体（２００）と、この隣に位置する第２の第２導体（２００）それぞれに、ビア（５００）を介して接続している。第４導体（３００）は、第２導体（２００）に対向することにより、第２導体（２００）をリターンパスとする伝送線路を形成する。
2011152055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体と、
前記第１導体に対向し、繰り返し配置されている複数の第２導体と、
前記複数の第２導体それぞれに対向している複数の第３導体と、前記複数の第３導体と前記複数の第２導体の間と、前記複数の第３導体と前記第１導体の間と、の少なくとも一方に設けられ、電圧によって誘電率が変わる誘電率可変層と、
第１の前記第２導体と、当該第１の第２導体の隣に位置する第２の前記第２導体とを互いに接続する第４導体と、
を備える構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の構造体において、
前記第４導体は、前記第２の第２導体をリターンパスとする伝送線路を形成する構造体。
【請求項３】
請求項２に記載の構造体において、
前記伝送線路はマイクロストリップラインである構造体。
【請求項４】
請求項２に記載の構造体において、
前記伝送線路はコプレナー線路である構造体。
【請求項５】
請求項２に記載の構造体において、
前記伝送線路は平衡型伝送線路である構造体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の構造体において、
前記第２導体および前記第３導体は３つ以上設けられており、
前記第４導体は、全ての互いに隣り合う前記第２導体の間に設けられている構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の構造体において、
前記誘電率可変層は、少なくとも前記複数の第３導体と前記複数の第２導体の間に設けられており、
前記第３導体は、前記第２導体をリターンパスとする伝送線路を形成している構造体。
【請求項８】
請求項７に記載の構造体において、
前記複数の第３導体それぞれに少なくとも一つずつ設けられ、前記第１導体と前記第３導体とを接続するインダクタンス要素をさらに備える構造体。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の構造体において、
前記誘電率可変層は、少なくとも前記複数の第３導体と前記第１導体の間に設けられており、
前記第３導体は、前記第１導体をリターンパスとする伝送線路を形成している構造体。
【請求項１０】
請求項９に記載の構造体において、
前記複数の第３導体それぞれに少なくとも一つずつ設けられ、前記第２導体と前記第３導体とを接続するインダクタンス要素をさらに備える構造体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造体において、
前記第２導体は、前記第３導体を介して前記第１導体とは反対側に位置しており、
前記第４導体は、前記第２導体を介して前記第３導体とは反対側に位置している構造体。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造体において、
前記第２導体は、前記第４導体を介して前記第１導体とは反対側に位置しており、
前記第３導体は、前記第２導体を介して前記第４導体とは反対側に位置している構造体。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造体において、
前記第４導体は、前記第３導体と同一層に形成されている構造体。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造体において、
前記第４導体は前記第２導体と同一層に形成されており、
前記第２の第２導体は、前記第１の第２導体に対向する辺に凹部を有しており、
前記第４導体は、前記第１の第２導体から前記凹部の内側までに延伸している構造体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の構造体において、
前記第１の第２導体と前記第２の第２導体は、第１の方向に並んでおり、
前記第４導体は、前記第１の第２導体のうち前記第２の第２導体に対向する辺から、前記第１の方向と交わる方向に延伸している構造体。
【請求項１６】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造体において、
前記第３導体は前記第２導体と同一層に形成されている構造体。
【請求項１７】
請求項１に記載の構造体において、前記第３導体は、前記第１導体との間に容量を形成する構造体。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の構造体において、
前記構造体はアンテナの少なくとも一部であり、
前記第１導体及び端部に位置する前記第３導体に接続する給電用導体路をさらに備える構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタマテリアルとしての特性を示す構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特定の構造を有する導体パターンを周期的に配置すること（以下、メタマテリアルと記載）で電磁波の伝播特性を制御できることが明らかになっている。メタマテリアルを使用することで、例えばアンテナの小型化・薄型化を図ることができる。【０００３】
メタマテリアルには、いわゆる右手系、左手系、及び右手・左手複合系がある。これらのうち右手・左手複合系のメタマテリアルをアレーアンテナ（漏洩波アンテナ）として使用する技術として、特許文献１に記載の技術がある。この技術は、メタマテリアルの単位セルの容量成分を構成する２つの導体の間に液晶層を配置したものである。そして２つの導体の間に加える電圧を変化させると、液晶層の誘電率が変化するため、結果として電磁波の指向性が変化することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、２つの導体それぞれに、電圧を印加するための配線を接続する必要がある。一方、メタマテリアルは単位セルを繰り返し配置することにより構成されている。このため、特許文献１に記載の技術では、複数の単位セルそれぞれにおいて、２つの導体それぞれに配線を接続しなければならない。このため、電圧印加のための配線構造が複雑になってしまう。【０００６】
本発明の目的は、配線構造が簡単であり、かつ漏洩波の指向性を容易に変化させることができる構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、第１導体と、
前記第１導体に対向し、繰り返し配置されている複数の第２導体と、
前記複数の第２導体それぞれに対向している複数の第３導体と、
前記複数の第３導体と前記複数の第２導体の間と、前記複数の第３導体と前記第１導体の間の少なくとも一方に設けられ、電圧によって誘電率が変わる誘電率可変層と、
第１の前記第２導体と、当該第１の第２導体の隣に位置する第２の前記第２導体とを互いに接続する第４導体と、
を備える構造体が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、配線構造が簡単であり、かつ漏洩波の指向性を容易に変化させることができる構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１０】
【図１】第１の実施形態にかかる構造体の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´断面図である。
【図３】第３導体のパターンを示す平面図である。
【図４】図２に示した単位セルの等価回路図である。
【図５】本実施形態の作用及び効果を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図である。
【図８】第４の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図である。
【図９】第５の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ´断面図である。
【図１１】第６の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図である。
【図１２】第７の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。
【図１３】第８の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。
【図１４】図１３のＡ―Ａ´断面図である。
【図１５】図１３及び図１４に示した構造体の単位セルの等価回路図である。
【図１６】第９の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。
【図１７】図１６のＡ―Ａ´断面図である。
【図１８】図１６及び図１７に示した構造体の単位セルの等価回路図である。
【図１９】第１０の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
図１は、第１の実施形態にかかる構造体の構成を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ´断面図である。なお図２において、説明の都合上、後述する給電用導体２２０，２４０及びビア４００を図示している。この構造体は、第１導体１００、複数の第２導体２００、複数の第３導体４１０、誘電率可変層（絶縁層６２０）、及び第４導体３００を備える。複数の第２導体２００は、第１導体１００に対向し、繰り返し、例えば周期的に配置されている。第３導体４１０は、複数の第２導体２００それぞれに対向する位置に設けられている。誘電率可変層は、電圧によって誘電率が変わる誘電率可変材料、例えば液晶により形成されており、複数の第２導体２００と複数の第３導体４１０の間と、複数の第３導体４１０と第１導体１００の間と、の少なくとも一方に設けられている。本実施形態において誘電率可変層は絶縁層６２０であり、第２導体２００と第３導体４１０の間に位置している。第４導体３００は、第１の第２導体２００と、この隣に位置する第２の第２導体２００それぞれに、ビア５００を介して接続している。第４導体３００は、第２導体２００に対向することにより、第２導体２００をリターンパスとする伝送線路を形成する。以下、詳細に説明する。
【００１３】
第１導体１００は例えばＣｕ膜などの金属膜であり、第１導体層においてシート状に延在している。第１導体１００の上には絶縁層６１０が設けられている。絶縁層６１０上には第２導体層が形成されている。第２導体層には、第３導体４１０が形成されている。第２導体層の上には絶縁層６２０が形成されている。絶縁層６２０の上には第３導体層が形成されている。第３導体層には、第２導体２００が形成されている。第３導体層の上には絶縁層６３０が形成されている。絶縁層６３０の上には第４導体層が形成されている。第４導体層には、第４導体３００が形成されている。すなわち本実施形態では、第２導体２００は第３導体４１０を介して第１導体１００とは反対側に位置しており、第４導体３００は第２導体２００を介して第３導体４１０とは反対側に位置している。第２導体２００、第３導体４１０、及び第４導体３００は、例えばＣｕ膜などの金属膜であり、第１の方向（図中Ｘ方向）に沿って繰り返し、例えば周期的に設けられている。
【００１４】
上記したように第４導体３００は、一端が第１の第２導体２００と電気的に接続しており、他端が第２の第２導体２００に接続している。このため第４導体３００は、第２の第２導体２００をリターンパスとするマイクロストリップラインを形成しており、ショートスタブとして機能する。本実施形態において第２導体２００は３つ以上設けられており、第４導体３００は、少なくとも一組の互いに隣り合う第２導体２００の間に設けられている。図１及び図２に示す例では、第４導体３００は、全ての互いに隣り合う第２導体２００の間に設けられている。そして複数の第２導体２００は、第４導体３００及びビア５００を介して、直流的には互いに接続している。
【００１５】
ビア５００は、絶縁層６３０を貫通しており、一端が第２導体２００に接続しており、他端が第４導体３００の端部に接続している。図２においてビア５００は、図中Ｘ方向において、第２導体２００の端部、すなわち後述するビア４００と重ならない場所で第２導体２００に接続している。
【００１６】
第３導体４１０は、配線状の導体パターンである。第３導体４１０は、一端がビア４００の他端に接続しており、他端が開放端になっている。第３導体４１０は、第２導体２００をリターンパスとするマイクロストリップラインを形成しており、オープンスタブとして機能する。本実施形態では、第３導体４１０は、絶縁層６１０を貫通するビア４００を介して、第１導体１００に接続している。
【００１７】
なお、図１に示すように本実施形態では、一つの第２導体２００に対して２つの第４導体３００が形成されているが、第４導体３００の数はこれに限定されない。また第４導体３００は、例えば直線状に延伸する導体パターンであるが、これに限定されない。
【００１８】
また第３導体層すなわち第２導体２００と同一層には、給電用導体２２０，２４０が形成されている。給電用導体２２０は、第２導体２００の配列の一端に位置する第２導体２００に電気的に接続しており、給電用導体２４０は、第２導体２００の配列の他端に位置する第２導体２００に電気的に接続している。給電用導体２２０，２４０は、第２導体２００に直接接続してもよいし、容量結合してもよい。給電用導体２２０，２４０は第１導体１００に対向しているため、第１導体１００とともに給電用導体路を構成する。そして本実施形態に係る構造体は、アレーアンテナ（漏洩波アンテナ）として機能する。ただし、給電用導体２２０、２４０は必ずしも第２導体２００の配列の両端に必要なわけではなく、どちらか一方だけでもよい。
【００１９】
そして本実施形態に係る構造体は、単位セル１０が繰り返し、例えば周期的に配置されていることになる。単位セル１０は、第１導体１００、ビア４００、第３導体４１０、第１の第２導体２００の半分、第２の第２導体２００の半分、ビア５００、及び第４導体３００により構成されている。単位セル１０が繰り返し配置されることにより、構造体の給電用導体路２２０，２４０以外の部分はメタマテリアルとして機能する。
【００２０】
ここで「繰り返し」単位セル１０を配置する場合、互いに隣り合う単位セル１０において、同一のビアの間隔（中心間距離）が、ノイズとして想定している電磁波の波長λの１／２以内となるようにするのが好ましい。また「繰り返し」には、いずれかの単位セル１０において構成の一部が欠落している場合も含まれる。また単位セル１０が２次元配列を有している場合には、「繰り返し」には単位セル１０が部分的に欠落している場合も含まれる。また「周期的」には、一部の単位セル１０において構成要素の一部がずれている場合や、一部の単位セル１０そのものの配置がずれている場合も含まれる。すなわち厳密な意味での周期性が崩れた場合においても、単位セル１０が繰り返し配置されている場合には、メタマテリアルとしての特性を得ることができるため、「周期性」にはある程度の欠陥が許容される。なおこれらの欠陥が生じる要因としては、単位セル１０の間に配線やビアを通す場合、既存の配線レイアウトにメタマテリアル構造を追加する場合において既存のビアやパターンによって単位セル１０が配置できない場合、製造誤差、及び既存のビアやパターンを単位セル１０の一部として用いる場合などが考えられる。
【００２１】
図３は、第３導体４１０のパターンを示す平面図である。本図に示す例では、第３導体４１０はスパイラル状に延伸している。そして第３導体４１０は、スパイラルの中心に位置する端部がビア４００に接続している。第３導体４１０が形成するスパイラルは、全面が第２導体２００に対向している。
【００２２】
図４は、図２に示した単位セル１０の等価回路図である。第１導体１００と第２導体２００は対向しているため、これらの間には容量ＣＲが形成される。また第１導体１００と第２導体２００の間には第３導体４１０が位置している。第３導体４１０は第２導体２００とともにオープンスタブを形成している。また第３導体４１０はビア４００によって第１導体１００に接続されているため、第１導体１００とオープンスタブの間には、ビア４００に起因したインダクタンスＬＬが形成される。このように、第１導体１００と第２導体２００の間には、容量ＣＲ、インダクタンスＬＬ、及びオープンスタブを有するシャント回路Ｓが構成される。
【００２３】
一方、第１の第２導体２００ａと第２の第２導体２００ｂは端部が互いに対向しているため、この部分で容量ＣＬが形成される。また第１の第２導体２００ａはインダクタンスＬＲを有している。このため、第１の第２導体２００ａと第２の第２導体２００ｂの間には、容量ＣＬとインダクタンスＬＲを有する直列回路Ｄが形成される。
【００２４】
そして第４導体３００は、第２の第２導体２００ｂをリターンパスとするショートスタブを形成しているため、直列回路Ｄには、このオープンスタブの入力インピーダンスが付加される。
【００２５】
本実施形態の漏洩波アンテナは、前記シャント回路Ｓと前記直列回路Ｄの共振周波数を一致させた、いわゆる「バランス条件」を満たすように設計することが好ましい。なぜならば通常、前記共振周波数付近ではアンテナの入力インピーダンスが急激に変化するためインピーダンスマッチングをとることが難しいが、バランス条件を満たす場合、この入力インピーダンスの変化が緩やかになり容易にマッチングがとれることが知られている。本実施形態は、シャント回路Ｓの共振周波数が前記オープンスタブのスタブ長で制御でき、直列回路Ｄの共振周波数が前記ショートスタブのスタブ長で制御できるため、バランス条件を満たす設計が従来構造に比べて容易である。ただし、バランス条件を満たさない場合でも本発明の本質的な効果に何ら影響を与えるものでない。
【００２６】
次に、本実施形態の作用及び効果について、図５を用いて説明する。図５は、図１〜図３に示した構造体において、給電用導体２２０から電力を入力した場合の漏洩波の放射方向を示した図である。本実施形態にかかる構造体は、シャント回路Ｓの共振周波数もしくは直列回路Ｄの共振周波数において、構造体中の電磁波の波長が無限大となる０次共振を起こすことが知られており、この０次共振周波数において漏洩波は構造体に対して垂直な方向に屈折して放射される。また本実施形態にかかる構造体は、０次共振周波数より低周波側では、左手系メタマテリアルとして動作し、屈折率が負の値となる。このため、漏洩波は電力の進行方向に対して後方に屈折して放射される。
【００２７】
一方、本実施形態にかかる構造体は、０次共振周波数より高周波側では右手系メタマテリアルとして動作し、屈折率が正の値となるため、漏洩波は電力の進行方向に対して前方に屈折して放射される。
【００２８】
一方、絶縁層６２０は容量可変層になっており、第３導体４１０の電位と第２導体２００の間の電位差、すなわち第１導体１００と第２導体２００の間に印加される電圧によって誘電率が変わる。このため、第１導体１００と第２導体２００の間に印加される電圧を変えることにより、第３導体４１０と第２導体２００の間すなわちオープンスタブの間の層（絶縁層６２０）の誘電率が変えることができ、その結果、第３導体４１０が形成する伝送線路の伝播定数を変化させることができる。これにより、構造体の０次共振周波数をある周波数領域の中で変えることができる。そして、アンテナに入力される周波数を、構造体の０次共振周波数の可変範囲の中に位置させた場合、漏洩波の放射方向を変えることができる。
【００２９】
すなわち第１導体１００と第２導体２００の間に印加される電圧を変えることにより、０次共振周波数を、アンテナに入力される周波数より高周波側、低周波側のいずれにも位置させることができ、またアンテナに入力される周波数に一致させることもできる。そして０次共振周波数をアンテナに入力される周波数よりも高周波側に位置させた場合、漏洩波は電力の進行方向に対して後方に屈折して放射される。また０次共振周波数をアンテナに入力される周波数よりも低周波側に位置させた場合、漏洩波は電力の進行方向に対して前方に屈折して放射される。さらに０次共振周波数をアンテナに入力される周波数に一致させた場合、漏洩波は電力の進行方向に対して垂直方向に屈折して放射される。
【００３０】
また、複数の第２導体２００は、直流的には第４導体３００及びビア５００を介して互いに接続している。このため、図５に示すように、直流の可変電圧源７１０を、例えばスイッチ７２０を介していずれかの第２導体２００と第１導体１００の間に接続することにより、全ての第２導体２００に対して、第１導体１００を基準とした同一の電圧を印加することができる。従って、配線構造は簡単になる。
【００３１】
図６は、第２の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図２に相当している。本実施形態に係る構造体は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００３２】
まず、第３導体４１０と第４導体３００が形成されている層が入れ替わっている。すなわち第３導体４１０は絶縁層６３０上に形成されており、第４導体３００は絶縁層６１０上に形成されている。すなわち本実施形態では、第２導体２００は、第４導体３００を介して第１導体１００とは反対側に位置しており、第３導体４１０は、第２導体２００を介して第４導体３００とは反対側に位置している。そしてビア５００は絶縁層６２０内に設けられている。
【００３３】
また第２導体２００は開口２０２を有しており、ビア４００は、この開口２０２を通って絶縁層６１０，６２０，６３０を貫通している。このためビア４００は、第２導体２００と導通することなく第３導体４１０に接続することができる。
【００３４】
また絶縁層６２０ではなく絶縁層６３０が誘電率可変層になっている。すなわち絶縁層６３０は、液晶など電圧によって誘電率が変わる材料によって形成されている。
【００３５】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
図７は、第３の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図２に相当している。本実施形態に係る構造体は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００３７】
まず、第４導体３００が第３導体４１０と同一層、すなわち絶縁層６１０上に形成されている。またビア５００は絶縁層６２０内に形成されている。そして絶縁層６３０は形成されていない。
【００３８】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また絶縁層６３０を設ける必要がないため、層数を少なくすることができる。また第４導体３００と第２導体２００の間の層も誘電率可変層になるため、直列回路Ｄにおけるショートスタブの伝播定数も変化させることができる。これにより、バランス条件を満たしたまま、すなわちインピーダンスマッチングを維持しながら０次共振周波数を変更することが可能となる。
【００３９】
図８は、第４の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図であり、第３の実施形態における図７に相当している。本実施形態に係る構造体は、第２導体２００及び給電用導体２２０，２４０が形成されている層と、第３導体４１０及び第４導体３００が形成されている層とが入れ替わっている点を除いて、第３の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００４０】
すなわち第２導体２００及び給電用導体２２０，２４０は絶縁層６１０上に形成されている。第３導体４１０及び第４導体３００は、絶縁層６２０上に形成されている。そして絶縁層６３０は形成されていない。
【００４１】
また第２導体２００は開口２０２を有しており、ビア４００は、この開口２０２を通って絶縁層６１０，６２０を貫通している。このためビア４００は、第２導体２００と導通することなく第３導体４１０に接続することができる。
【００４２】
本実施形態によっても、第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
図９は、第５の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。図１０は、図９のＡ−Ａ´断面図である。本実施形態に係る構造体は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００４４】
まず、第４導体３００は第２導体２００と同一層すなわち絶縁層６２０上に形成されている。またビア５００及び絶縁層６３０は形成されていない。
【００４５】
詳細には、複数の第２導体２００は、給電用導体２２０に接続している第２導体２００を除いて、凹部２０４を有している。第２導体２００は矩形を有しており、凹部２０４は、第２導体２００のうち給電用導体２２０に近い側の辺に形成されている。そして第４導体３００は、第２導体２００と一体的に形成されており、第２導体２００のうち給電用導体２２０から遠い側の辺から、隣に位置する第２導体２００の凹部２０４の底辺に接続している。すなわち第４導体３００は凹部２０４の側方をリターンパスとするコプレナーラインを形成しており、ショートスタブとして機能する。
【００４６】
なお、図９の第２導体２００は、隣接する第２導体２００と対向する一方の辺に凹部を、他方の辺に第４導体３００を備えているが、隣り合う一組の第２導体２００の互いに対向する辺のうち、一方の辺に凹部を設けており、他方に第４導体３００を設けており、コプレナーラインを形成していれば、図９の構成に限定する必要はない。例えば、図９に示す例に対して、凹部２０４と第４導体３００が形成される位置が入れ替わってもよいし、両辺ともに凹部を設けた第２導体２００や、両辺ともに第４導体３００を設けた第２導体２００があってもよい。
【００４７】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また第４導体３００が第２導体２００と同一層に形成されているため、ビア５００及び絶縁層６３０を形成する必要がなくなり、かつ構造体に必要な層数を少なくすることができる。従って構造体の製造コストをさらに低くすることができる。
【００４８】
図１１は、第６の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図であり、第５の実施形態における図１０に相当している。本実施形態に係る構造体は、第２導体２００及び第４導体３００（本図では図示せず）が形成されている層と、第３導体４１０が形成されている層とが入れ替わっている点を除いて、第５の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００４９】
詳細には、第２導体２００及び第４導体３００は絶縁層６１０上に形成されており、第３導体４１０は絶縁層６２０上に形成されている。また第２導体２００は開口２０２を有しており、ビア４００は、この開口２０２を通って絶縁層６１０，６２０を貫通している。このためビア４００は、第２導体２００と導通することなく第３導体４１０に接続することができる。
【００５０】
本実施形態によっても、第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
図１２は、第７の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。本実施形態に係る構造体は、以下の点を除いて、第５の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００５２】
まず、第２導体２００は凹部２０４を有していない。また第２導体２００は図中Ｘ方向に並んでいる。そして第４導体３００は、第１の第２導体２００のうち第２の第２導体に対向する辺から、図中Ｘ方向と交わる方向に延伸している。
【００５３】
詳細には、第２導体２００は矩形を有している。第４導体３００は、第２導体２００のうち給電用導体２２０から遠い側の辺に、第２導体２００と一体的に形成されている。第４導体３００は、第２導体２００の上述した辺と略平行な方向、すなわちＸ方向と直交する方向に延伸している。
【００５４】
また第２導体２００は、給電用導体２２０に近い側の辺に、第５導体３１０を有している。第５導体３１０は、隣に位置する第２導体２００の第４導体３００と対向して延伸しており、第４導体３００および第５導体３１０によって平衡型伝送線路を形成している。第４導体３００および第５導体３１０は、互いに平行かつ同じ長さとなることが好ましい。第４導体３００および第５導体３１０は端部が互いにつながっており、これらが形成する平衡型伝送線路はショートスタブとして機能する。
【００５５】
本実施形態によっても、第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
図１３は、第８の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。図１４は、図１３のＡ―Ａ´断面図である。本実施形態に係る構造体は、以下の点を除いて第５の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００５７】
まず、第２導体２００には開口２０６が設けられている。そして開口２０６内には、第３導体４１０が形成されている。すなわち第３導体４１０は、第２導体２００及び第４導体３００と同一層に形成されており、第１導体１００に対向している。第３導体４１０は、一端が開口２０６の縁において第２導体２００に接続しており、他端が開放端になっている。すなわち第３導体４１０は第１導体１００をリターンパスとするマイクロストリップラインを形成しており、オープンスタブとして機能する。
【００５８】
また絶縁層６１０は、誘電率可変層となっている。そしてビア４００及び絶縁層６２０は設けられていない。
【００５９】
図１５は、図１３及び図１４に示した構造体の単位セル１０の等価回路図である。本図に示す等価回路は、ビア４００に由来するインダクタンスＬＬがない点を除いて図４に示した単位セル１０の等価回路、すなわち第１の実施形態に係る単位セル１０及び第５の実施形態に係る単位セル１０の等価回路と同じである。
【００６０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また２つの配線層及び一つの絶縁層６１０を用いて構造体を構成することができるため、構造体の製造コストを低くすることができる。また第２導体２００と第１導体１００の間の層も誘電率可変層になるため、直列回路Ｄにおけるショートスタブの伝播定数も変化させることができる。これにより、バランス条件を満たしたまま、すなわちインピーダンスマッチングを維持しながら０次共振周波数を変更することが可能となる。
【００６１】
図１６は、第９の実施形態に係る構造体の構成を示す平面図である。図１７は、図１６のＡ―Ａ´断面図である。本実施形態に係る構造体は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００６２】
まず、第２導体２００及び給電用導体２２０，２４０は絶縁層６１０の上に形成されている。そして、第３導体４１０の代わりに第３導体２１０を有しており、ビア４００の代わりにインダクタンス要素２１２を有している。第３導体２１０及びインダクタンス要素２１２は第２導体２００と同一層すなわち第１導体６１０上に形成されている。第３導体２１０は、図中Ｙ方向、すなわち第２導体２００の配列方向とは直行する方向に、第２導体２００と並んで配置されている。本図に示す例では、第３導体２１０は、第２導体２００の両側に配置されている。そしてインダクタンス要素２１２は配線状の導体パターンであり、第２導体２００と第３導体２１０を接続している。
【００６３】
また第４導体３００は絶縁層６２０上に形成されており、ビア５００は絶縁層６２０内に形成されている。そして絶縁層６２０ではなく絶縁層６１０が、誘電率可変層になっている。絶縁層６３０は形成されていない。
【００６４】
図１８は、図１６及び図１７に示した構造体の単位セル１０の等価回路図である。本図に示すように、本実施形態における単位セル１０は、シャント回路Ｓがショートスタブの代わりに容量ＣＧを有している点を除いて、図４に示した等価回路と同様である。容量ＣＧは、第１導体１００と第３導体２１０の間に形成される容量であり、等価回路においては、インダクタンス要素２１２に起因したインダクタンスＬＬと第１導体１００の間に位置している。
【００６５】
本実施形態において、第１導体１００と第２導体２００の間に印加される電圧を変えることにより、第３導体２１０と第１導体１００によって形成される容量ＣＧの誘電層（絶縁層６１０）の誘電率、及び第１導体１００と第２導体２００によって形成される容量ＣＲの誘電層（絶縁層６１０）の誘電率を変えることができる。その結果、シャント回路Ｓの伝播定数を変化させることができる。従って、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
図１９は、第１０の実施形態に係る構造体の構成を示す断面図であり、第１の実施形態における図２に対応している。本実施形態に係る構造体は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る構造体と同様の構成である。
【００６７】
まずビア４００は、第３導体４１０を、第１導体１００ではなく第２導体２００に接続している。このため、第３導体４１０のリターンパスは、第２導体２００ではなく第１導体１００となっている。そして絶縁層６２０ではなく絶縁層６１０が、誘電率可変材料によって形成されている。
【００６８】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば第１〜第６の実施形態において、絶縁層６１０を誘電率可変層にしてもよい。さらに第２の実施形態においては、絶縁層６２０を誘電率可変層にしてもよい。
【００７０】
この出願は、２０１０年６月２日に出願された日本出願特願２０１０−１２７１９９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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